一種永磁電機全封閉強迫通風冷卻結構的製作方法
2024-03-11 05:59:15 1
本發明涉及永磁電機冷卻結構，具體是一種永磁電機全封閉強迫通風冷卻結構。
背景技術：
目前，永磁電機已成為新型高效節能電機的一個重要發展方向。然而實踐表明，現有永磁電機由於其冷卻結構所限，存在如下問題：現有永磁電機冷卻結構主要採用自帶風扇冷卻方式（轉軸帶動風扇將冷卻風通過風罩孔吹向機座外表面的散熱筋，然後通過散熱筋將永磁電機產生的熱量帶走），此種冷卻方式無法將永磁電機內部產生的熱量充分帶走，由此導致永磁電機冷卻性能差、適用範圍有限。基於此，有必要發明一種全新的永磁電機冷卻結構，以解決現有永磁電機冷卻性能差、適用範圍有限的問題。
技術實現要素：
本發明為了解決現有永磁電機冷卻性能差、適用範圍有限的問題，提供了一種永磁電機全封閉強迫通風冷卻結構。
本發明是採用如下技術方案實現的：
一種永磁電機全封閉強迫通風冷卻結構，包括機座、前端蓋、後端蓋、前軸承、後軸承、定子結構、轉子結構；所述定子結構包括定子鐵心、定子繞組；定子繞組繞制於定子鐵心上；所述轉子結構包括轉軸、轉子鐵心；轉子鐵心固定裝配於轉軸的外側面中部；
機座的端面貫通開設有軸向通風孔；機座的前端面外圈與前端蓋密封固定；機座的後端面外圈與後端蓋密封固定；
前端蓋的後端面設有第一環形凸臺和第二環形凸臺，且第二環形凸臺位於第一環形凸臺的內側；第一環形凸臺與機座的前端面內圈之間密封固定有前風筒；前風筒與前端蓋之間留有第一通風間隙，且第一通風間隙與軸向通風孔連通；前端蓋的側面貫通開設有徑向出風孔；徑向出風孔位於第一環形凸臺的後側，且徑向出風孔與第一通風間隙連通；前端蓋的端面貫通開設有軸向前進風孔和軸向前出風孔；軸向前進風孔位於第二環形凸臺的內側；軸向前出風孔位於第二環形凸臺和軸向前進風孔之間；轉軸的外側面前部固定裝配有前風扇；前風扇的前端面外圈與第二環形凸臺之間設有迷宮密封；前風扇與前端蓋之間留有第二通風間隙，且第二通風間隙分別與軸向前進風孔和軸向前出風孔連通；前風扇的後端面設有環形前散熱筋；
後端蓋的前端面設有第三環形凸臺和第四環形凸臺，且第四環形凸臺位於第三環形凸臺的內側；第三環形凸臺與機座的後端面內圈之間密封固定有後風筒；後風筒與後端蓋之間留有第三通風間隙，且第三通風間隙與軸向通風孔連通；後端蓋的側面貫通開設有徑向進風孔；徑向進風孔位於第三環形凸臺的前側，且徑向進風孔與第三通風間隙連通；後端蓋的端面貫通開設有軸向後進風孔和軸向後出風孔；軸向後進風孔位於第四環形凸臺的內側；軸向後出風孔位於第四環形凸臺和軸向後進風孔之間；轉軸的外側面後部固定裝配有後風扇；後風扇的後端面外圈與第四環形凸臺之間設有迷宮密封；後風扇與後端蓋之間留有第四通風間隙，且第四通風間隙分別與軸向後進風孔和軸向後出風孔連通；後風扇的前端面設有環形後散熱筋；
徑向進風孔、第三通風間隙、軸向通風孔、第一通風間隙、徑向出風孔共同構成主冷卻風路結構；軸向前進風孔、第二通風間隙、軸向前出風孔共同構成前部輔助冷卻風路結構；軸向後進風孔、第四通風間隙、軸向後出風孔共同構成後部輔助冷卻風路結構；
轉子鐵心的前端面固定有前扇葉；轉子鐵心的後端面固定有後扇葉。
工作時，轉軸帶動轉子鐵心、前風扇、後風扇進行同步旋轉。具體工作過程如下：一、來自外部風機的冷卻風進入徑向進風孔，並依次流經第三通風間隙、軸向通風孔、第一通風間隙，然後經徑向出風孔排出。在流經第三通風間隙、軸向通風孔、第一通風間隙的過程中，冷卻風與定子鐵心、定子繞組進行熱交換，由此將定子鐵心、定子繞組產生的熱量帶走，從而實現對定子鐵心、定子繞組的循環冷卻。二、在前風扇的旋轉作用下，冷卻風被吸入軸向前進風孔，並流經第二通風間隙，然後經軸向前出風孔排出。在流經第二通風間隙的過程中，冷卻風與前軸承進行熱交換，由此將前軸承產生的熱量帶走，從而實現對前軸承的循環冷卻。三、在後風扇的旋轉作用下，冷卻風被吸入軸向後進風孔，並流經第四通風間隙，然後經軸向後出風孔排出。在流經第四通風間隙的過程中，冷卻風與後軸承進行熱交換，由此將後軸承產生的熱量帶走，從而實現對後軸承的循環冷卻。四、在轉子鐵心的帶動下，前扇葉和後扇葉共同形成內部空氣循環，由此加快定子繞組端部溫度場均衡。在此過程中，環形前散熱筋和環形後散熱筋的作用包括兩方面：其一，增大吸熱面積，由此改善定子端部散熱情況。其二，阻止定子繞組向軸承輻射熱量，由此切斷電機內部輻射熱向軸承傳導的路徑，從而引導和加速內部熱空氣向有利於避免軸承溫升的方向運動。基於上述過程，與現有永磁電機冷卻結構相比，本發明所述的一種永磁電機全封閉強迫通風冷卻結構通過採用全新結構，具備了如下優點：本發明一方面採用主冷卻風路結構實現了對定子鐵心、定子繞組的循環冷卻，另一方面採用前部輔助冷卻風路結構和後部輔助冷卻風路結構分別實現了對前軸承和後軸承的循環冷卻，由此實現了將永磁電機內部產生的熱量充分帶走，從而使得永磁電機冷卻性能更好、適用範圍更廣。
本發明結構合理、設計巧妙，有效解決了現有永磁電機冷卻性能差、適用範圍有限的問題，適用於永磁電機。
附圖說明
圖1是本發明的結構示意圖。
圖2是本發明中軸向通風孔的結構示意圖。
圖3是本發明中軸向前進風孔和軸向前出風孔的結構示意圖。
圖4是本發明中軸向後進風孔和軸向後出風孔的結構示意圖。
圖5是本發明中前風扇的結構示意圖。
圖中：1-機座，2-前端蓋，3-後端蓋，4-前軸承，5-後軸承，6-定子鐵心，7-定子繞組，8-轉軸，9-轉子鐵心，10-軸向通風孔，11-第一環形凸臺，12-第二環形凸臺，13-前風筒，14-第一通風間隙，15-徑向出風孔，16-軸向前進風孔，17-軸向前出風孔，18-前風扇，19-第二通風間隙，20-環形前散熱筋，21-第三環形凸臺，22-第四環形凸臺，23-後風筒，24-第三通風間隙，25-徑向進風孔，26-軸向後進風孔，27-軸向後出風孔，28-後風扇，29-第四通風間隙，30-環形後散熱筋，31-前扇葉，32-後扇葉。
具體實施方式
一種永磁電機全封閉強迫通風冷卻結構，包括機座1、前端蓋2、後端蓋3、前軸承4、後軸承5、定子結構、轉子結構；所述定子結構包括定子鐵心6、定子繞組7；定子繞組7繞制於定子鐵心6上；所述轉子結構包括轉軸8、轉子鐵心9；轉子鐵心9固定裝配於轉軸8的外側面中部；
機座1的端面貫通開設有軸向通風孔10；機座1的前端面外圈與前端蓋2密封固定；機座1的後端面外圈與後端蓋3密封固定；
前端蓋2的後端面設有第一環形凸臺11和第二環形凸臺12，且第二環形凸臺12位於第一環形凸臺11的內側；第一環形凸臺11與機座1的前端面內圈之間密封固定有前風筒13；前風筒13與前端蓋2之間留有第一通風間隙14，且第一通風間隙14與軸向通風孔10連通；前端蓋2的側面貫通開設有徑向出風孔15；徑向出風孔15位於第一環形凸臺11的後側，且徑向出風孔15與第一通風間隙14連通；前端蓋2的端面貫通開設有軸向前進風孔16和軸向前出風孔17；軸向前進風孔16位於第二環形凸臺12的內側；軸向前出風孔17位於第二環形凸臺12和軸向前進風孔16之間；轉軸8的外側面前部固定裝配有前風扇18；前風扇18的前端面外圈與第二環形凸臺12之間設有迷宮密封；前風扇18與前端蓋2之間留有第二通風間隙19，且第二通風間隙19分別與軸向前進風孔16和軸向前出風孔17連通；前風扇18的後端面設有環形前散熱筋20；
後端蓋3的前端面設有第三環形凸臺21和第四環形凸臺22，且第四環形凸臺22位於第三環形凸臺21的內側；第三環形凸臺21與機座1的後端面內圈之間密封固定有後風筒23；後風筒23與後端蓋3之間留有第三通風間隙24，且第三通風間隙24與軸向通風孔10連通；後端蓋3的側面貫通開設有徑向進風孔25；徑向進風孔25位於第三環形凸臺21的前側，且徑向進風孔25與第三通風間隙24連通；後端蓋3的端面貫通開設有軸向後進風孔26和軸向後出風孔27；軸向後進風孔26位於第四環形凸臺22的內側；軸向後出風孔27位於第四環形凸臺22和軸向後進風孔26之間；轉軸8的外側面後部固定裝配有後風扇28；後風扇28的後端面外圈與第四環形凸臺22之間設有迷宮密封；後風扇28與後端蓋3之間留有第四通風間隙29，且第四通風間隙29分別與軸向後進風孔26和軸向後出風孔27連通；後風扇28的前端面設有環形後散熱筋30；
徑向進風孔25、第三通風間隙24、軸向通風孔10、第一通風間隙14、徑向出風孔15共同構成主冷卻風路結構；軸向前進風孔16、第二通風間隙19、軸向前出風孔17共同構成前部輔助冷卻風路結構；軸向後進風孔26、第四通風間隙29、軸向後出風孔27共同構成後部輔助冷卻風路結構；
轉子鐵心9的前端面固定有前扇葉31；轉子鐵心9的後端面固定有後扇葉32。
具體實施時，所述軸向通風孔10的數目為四組；每組軸向通風孔10均包括一個矩形軸向通風孔和若干個圓形軸向通風孔，且四組軸向通風孔10沿周向對稱排列；所述徑向出風孔15的數目為若干個，且各個徑向出風孔15沿周向等距排列；所述軸向前進風孔16的數目為若干個，且各個軸向前進風孔16沿周向等距排列；所述軸向前出風孔17的數目為若干個，且各個軸向前出風孔17沿周向等距排列；所述徑向進風孔25的數目為若干個，且各個徑向進風孔25沿周向等距排列；所述軸向後進風孔26的數目為若干個，且各個軸向後進風孔26沿周向等距排列；所述軸向後出風孔27的數目為若干個，且各個軸向後出風孔27沿周向等距排列；所述前扇葉31的數目為若干個，且各個前扇葉31沿周向等距排列；所述後扇葉32的數目為若干個，且各個後扇葉32沿周向等距排列。所述前風扇18、後風扇28均為離心式風扇。